Guía Completa sobre Uniones Atornilladas: Tornillos, Tuercas y Arandelas

Uniones Atornilladas: La Guía Definitiva

Las uniones atornilladas son el método más utilizado en la unión de piezas y conjuntos mecánicos, ya que garantizan una unión resistente entre materiales. Sujetan o unen piezas a través del roscado de tuercas y tornillos.

Tipos de Unión Atornillada

• Unión con tornillo y tuerca
• Unión con tornillo y orificio roscado
• Unión con varilla roscada (espárrago) y tuerca

Tornillería: Tuercas y Arandelas

La unión desmontable más empleada es la realizada por tornillos y tuercas.

Tornillos

Son las piezas clave de las uniones atornilladas. Se fabrican en muchos materiales y tamaños dependiendo de los materiales de unión. El material más usado en la fabricación de tornillos es el acero aleado, aunque también se fabrican con titanio y magnesio.

Partes del Tornillo

• Cabeza
• Cuello
• Rosca

Identificación de Tornillos por su Resistencia a la Tracción

Se identifican en función del material de fabricación, se someten a ensayos y, según las fuerzas de tracción que soporten, se marcarán con una numeración en el sistema Métrico y con líneas en el Whitworth.

Si el tornillo es métrico, la resistencia se marca en la cabeza del tornillo, con dos números separados por punto (5.8/8.8/10.9). El primer número indica 1/100 de la resistencia a la tracción mínima en newton por mm cuadrado, y el segundo número resulta de multiplicar por diez el límite elástico mínimo entre la resistencia a la tracción mínima.

Tipos de Cabezas de Tornillos

Hexagonal, Cuadrado, Plano, Allen, Torx, Philips, Pozidriv, Resistorx.

Tornillos de Chapa

Tienen un paso grande para adaptarse con facilidad a chapas o plásticos. La forma de la rosca suele ser triangular o trapecial. Tienen la ventaja de que no necesitan tuerca pero, en contraposición, no aguantan grandes esfuerzos. Se utilizan en el montaje de accesorios y piezas de carrocería.

Tuercas

Es la pieza que rosca en el tornillo, se fabrica del mismo material y con la misma rosca que este. Las dimensiones exteriores de las tuercas se encuentran normalizadas igual que la cabeza del tornillo. Pueden cumplir otras misiones añadidas a la de roscar en el tornillo; servir de embellecedor, impedir que se afloje. Hay tuercas especiales como: tuercas con sombrerete, tuercas autofrenantes, tuercas ciegas, de ala.

Arandelas

Son elementos metálicos que se interponen entre las tuercas y las piezas a unir para proteger las superficies de contacto e impedir que se aflojen las tuercas. También se utilizan en hidráulica para sellar herméticamente la unión. Esto se realiza con arandelas de cobre o aluminio.

Tipos de Arandelas

• Arandelas planas: Reparten esfuerzos de presión y buen apoyo de las tuercas o tornillos.
• Elásticas dentadas: Inmovilizan los tornillos y tuercas.
• Grower: Inmovilizan los tornillos y tuercas.
• De seguridad: Inmovilizan la arandela gracias a la pestaña de sujeción.
• Chapa de seguridad: Inmovilizan la tuerca y el tornillo gracias a las pestañas de sujeción.

Par de Apriete de Tornillos y Tuercas

La unión mediante tornillos y tuercas debe ser la correcta mediante un par de apriete adecuado. Se evita que los tornillos o espárragos trabajen a cizalladura y se evita el riesgo de rotura. El par de apriete es la fuerza con la que se aprieta un tornillo o tuerca en función de una distancia de palanca.

Cálculo del Par de Apriete

Se calcula en el par de apriete:

• La resistencia del material del tornillo (6.8/8.8/10.9)
• El rozamiento de la cabeza del tornillo y arandela
• El rozamiento de la rosca